CN103115143A - 一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，属于汽车自动控制技术领域。它解决了现有的技术对于在同步器挂挡操作结构出现老化时影响挂挡效率的问题。本汽车自动变速器挂挡自适应控制方法包括如下步骤：A、同步器控制机构控制同步器进行挂挡；B、在同步器进行挂挡时，计时器对同步器挂挡阶段的实际运行时间进行采集并输送给TCU进行存储；C、TCU根据油温传感器输送的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件；D、在满足油压自适应控制条件时，TCU根据计时器记录的时间值和预先设定的标定时间设定值判断是否进行同步器油压自适应控制。本控制方法能达到挂挡时间合适，同步器控制过程平稳的效果。

Description

一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法

技术领域

本发明属于汽车自动控制技术领域，涉及一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法。

背景技术

众所周知，汽车的选换挡操作机构在车辆驾驶过程中起着至关重要的作用，其性能品质与驾驶员开车时的方便性和舒适性密切相关。当变速器挂挡执行机构经过磨损后，会影响挂挡动作的完成，进而影响换挡的完成，不仅会影响驾驶的舒适性，而且会影响车辆的经济性。尤其，在整辆车的寿命期以内，同步器挂挡操纵结构、液压系统，电磁阀等重要部件都会老化、磨损，使得自动变速器在整车寿命期内的运行工况，与出厂时相比，其物理特性会发生重大变更，比如拨叉活塞缸的磨损等。原先出厂时控制器的各种标定参数将不能满足挂挡时间及挂挡品质的要求，进而影响挂挡和换挡操作的完成时间，影响驾驶的舒适性。

针对上述由于零部件老化后影响换挡时间和品质的问题，现有的中国专利文献公开了一种无级变速箱用湿式离合器的自适应控制方法[申请号：CN201010546012.6]，包括以下流程：A、无级变速箱湿式离合器的充油油压数据表读取自适应控制系统中的电可擦可编程只读存储器所存储的数据；B、自适应控制系统对离合器的实际结合时间进行信息采集；C、自适应控制系统将采集到的离合器的实际结合时间与预先设置好的目标结合时间进行比较，如果超出目标结合时间的范围内则执行步骤D；D、自适应控制系统根据离合器的实际结合时间计算出需要调整的充油油压值，并将此值发送给电可擦可编程只读存储器进行存储，以备充油油压数据表下次读取；E、自适应控制系统根据步骤D中计算出的需要调整的充油油压值控制无级变速箱湿式离合器进行油压控制。虽然通过该发明的技术方案，自动变速箱控制单元正常工作时，控制系统可进行在线智能调参，自动优化离合器结合时间和换挡质量，但是该发明只应用于在离合器出现老化时进行自适应控制，对于在同步器挂挡操作结构出现老化时影响挂挡效率的问题未进行解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，该汽车自动变速器挂挡自适应控制方法能在油温、挡位及零部件老化时，控制油压相应的进行调整，以达到挂挡时间合适，同步器控制过程平稳的效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，实现该控制方法的控制装置包括TCU、拨叉位置传感器、油温传感器、节气门位置传感器、车速传感器和同步器控制机构，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

A、同步器挂挡控制：所述的同步器控制机构接收由TCU输送的挂挡命令并从TCU中读取预存的相应挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡；

B、采集同步器挂挡时间信号：在同步器进行挂挡时，预先设置的计时器对同步器挂挡阶段的实际运行时间进行采集并输送给TCU进行存储；

C、自适应控制的判断：所述的TCU接收由油温传感器输送的变速器油温信号并根据采集的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件；

D、同步器自适应控制：所述的TCU在判断变速器油温满足油压自适应控制条件时，TCU将计时器记录的时间值与TCU内预先设定的标定时间设定值进行对比，在记录的时间值小于或大于标定时间设定值时，进行同步器油压自适应控制，更新挂挡控制参数并存储到TCU中，以便在下一次挂挡时读取更新的挂挡控制参数进行同步器挂挡。

该汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，在同步器控制机构接收到TCU输送的挂挡命令后，通过控制电磁阀的开闭并根据TCU内预先存储的对应挂挡控制参数来控制液压油路的油压值来控制拨叉进行同步器挂挡，挂挡开始后，计时器开始工作，在挂挡结束后，保存计时器记录的数据并根据油温传感器输送的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件，当满足油压自适应的激活条件时，通过对比标定时间设定值和计时器记录的数据判断是否需要自适应处理，在记录的时间值小于或大于标定时间设定值时，进行同步器油压自适应控制，并将调整的挂挡自适应油压值更新为挂挡控制参数存储到TCU内，以便在下一次进行挂挡时应用更新后的数据进行同步器挂挡，该控制方法通过控制油压相应的进行调整，使挂挡时间合适，同步器控制过程平稳，有效地提高了驾驶舒适性。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的A步骤中，所述的TCU接收由车速传感器和节气门位置传感器输送的车速信号和节气门开度信号并对上述接收的信号进行处理，在满足TCU内预先设定的换挡条件时输送挂挡命令给同步器控制机构。通过车速传感器和节气门位置传感器输送的信号判断车辆是否进行换挡，其判断条件跟现有自动变速器车辆行驶过程中的换挡判断条件一致。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的A步骤中，在进行同步器挂挡时根据目标挡位读取对应的挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡，所述的目标挡位根据车速传感器、节气门位置传感器和用于检测车辆当前挡位的拨叉位置传感器输送的信号判断所得。在进行同步器挂挡时根据目标挡位读取挂挡控制参数，是因为在不同挡位需要的挂挡油压数据不同。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的B步骤中，所述的同步器挂挡阶段包括空行程阶段和同步阶段；所述的计时器设置有两个，分别为计时器一和计时器二，所述的计时器一对同步器在空行程阶段的挂挡运行时间进行计时，所述的计时器二对同步器在同步阶段的挂挡运行时间进行计时。同器挂空行程阶段是指同步器从空挡到同步器向左或向右挂入挡位开始同步前的阶段；同步器同步阶段是指同步器同步开始到同步结束的阶段。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的B步骤中，通过拨叉位置传感器判断同步器空行程阶段是否完成，在空行程阶段结束时，记录计时器一的数据，同时，计时器二开始工作，在同步阶段结束时，记录计时器二的数据。在B步骤中，TCU根据拨叉位置传感器输送的信号判断同步器挂挡所处的阶段，在拨叉位置传感器输送的信号为同步器处于空挡的信号时判断同步器处于空行程阶段，计时器一对同步器空行程阶段的运行时间进行计时，在空行程阶段结束时，存储计时器一记录的数据并关闭计时器一，计时器二开始对同步器的同步阶段进行计时，在完成挂挡时，存储计时器二记录的数据。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的C步骤中，预先在TCU内设定用于与油温传感器采集的变速器油温进行比较的油温范围值，所述的TCU在判断变速器油温处于油温范围值内时进行同步器自适应控制。当变速器油温处于油温范围值内时，才能进行同步器自适应控制；当变速器油温过低或过高时，都不能进行自适应控制，在油温范围值内才进行同步器挂挡，可保证挂挡的平稳性。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的D步骤中，所述的同步器自适应控制包括空行程自适应控制和同步自适应控制。根据同步器不同的控制阶段，采用不同的控制油压并对不同阶段的油压进行自适应控制，从而保证挂挡的时间要求和品质要求，油压的调整依靠控制挂挡电磁阀实现。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的D步骤中，在TCU内预先设置的标定时间设定值包括用于与同步器空行程阶段记录的时间值进行比较的空行程标定时间最小值和标定时间最大值以及用于与同步器同步阶段记录的时间值进行比较的同步标定时间最小值和标定时间最大值。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的D步骤中，在同步器控制的空行程阶段，当空行程阶段结束时，所述的TCU将计时器一记录的时间值与空行程标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于空行程标定时间最小值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于空行程标定时间最大值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中。

在上述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法中，在所述的D步骤中，在同步器控制的同步阶段，当挂挡结束时，所述的TCU将计时器二记录的时间值与同步标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于同步标定时间最小值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于同步标定时间最大值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中。

与现有技术相比，本汽车自动变速器挂挡自适应控制方法具有以下优点：

1、本发明在不同挡位、车速、温度条件下通过自适应控制方法更新相应预存的挂挡参数，保证了同步器挂挡机构在自动变速器的全寿命周期内能保持原出厂的挂挡效率，达到挂挡时间合适、同步器控制过程平稳，进而提高了车辆行驶的经济性。

2、本发明根据同步器挂挡在不同阶段所受阻力的不同，分别对同步器挂挡两个阶段进行自适应控制，有效地提高了挂挡的平稳性和驾驶的舒适性。

3、本发明只有在变速器油温满足自适应控制条件时才进行同步器油压自适应控制，是因为在温度较高或较低时，油液粘度发生变化导致在固定换挡参数下的挂挡时间不同，这是正常现象，不应该进行自适应控制，将这种情况区分出来，有助于提高实施本发明的准确性和安全性。

附图说明

图1是本发明的同步器控制流程图。

图2是本发明的空行程自适应控制流程图。

图3是本发明的同步自适应控制流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、2、3所示，本汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，实现该控制方法的控制装置包括TCU、拨叉位置传感器、油温传感器、节气门位置传感器、车速传感器和同步器控制机构该控制方法包括如下步骤：

A、同步器挂挡控制：所述的同步器控制机构接收由TCU输送的挂挡命令并从TCU中读取预存的相应挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡；

B、采集同步器挂挡时间信号：在同步器进行挂挡时，预先设置的计时器对同步器挂挡阶段的实际运行时间进行采集并输送给TCU进行存储；

C、自适应控制的判断：所述的TCU接收由油温传感器输送的变速器油温信号并根据采集的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件；

D、同步器自适应控制：所述的TCU在判断变速器油温满足油压自适应控制条件时，TCU将计时器记录的时间值与TCU内预先设定的标定时间设定值进行对比，在记录的时间值小于或大于标定时间设定值时，进行同步器油压自适应控制，更新挂挡控制参数并存储到TCU中，以便在下一次挂挡时读取更新的挂挡控制参数进行同步器挂挡。

具体来说，在A步骤中，TCU接收用于采集车速信号的车速传感器、用于采集节气门开度信号的节气门位置传感器和用于检测车辆当前挡位的拨叉位置传感器输送的信号并对上述接收的信号进行处理，在满足TCU内预先设定的换挡条件时获取挂挡的目标挡位并输送挂挡命令给同步器控制机构，同步器控制机构根据目标挡位读取对应的挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡。在进行同步器挂挡时根据目标挡位读取挂挡控制参数，是因为在不同挡位需要的挂挡油压数据不同。通过车速传感器和节气门位置传感器输送的信号判断车辆是否进行换挡，其判断条件跟现有自动变速器车辆行驶过程中的换挡判断条件一致。

在B步骤中，同步器挂挡阶段包括空行程阶段和同步阶段，同步器空行程阶段是指同步器从空挡到同步器向左或向右挂入挡位前的阶段，同步器同步阶段是指同步器刚要挂入挡位到完成挂挡的阶段；在空行程阶段和同步阶段分别设置计时器，计时器一对同步器在空行程阶段的挂挡运行时间进行计时，计时器二对同步器在同步阶段的挂挡运行时间进行计时。

TCU根据拨叉位置传感器输送的信号判断同步器挂挡所处的阶段，在拨叉位置传感器输送的信号为同步器处于空挡的信号时判断同步器空行程阶段开始，计时器一对同步器空行程阶段的运行时间进行计时，在空行程阶段结束时，存储计时器一记录的数据并关闭计时器一，同时，计时器二开始对同步器的同步阶段进行计时，在完成挂挡时，存储计时器二记录的数据。

在C步骤中，预先在TCU内设定用于与油温传感器采集的变速器油温进行比较的油温范围值，TCU在判断变速器油温处于油温范围值内时进行同步器自适应控制。当变速器油温处于设定的油温范围值内时，才能进行同步器自适应控制；当变速器油温过低或过高时，都不能进行自适应控制，在油温范围值内才进行同步器挂挡，可保证挂挡的平稳性。

在D步骤中，在TCU内预先设置的标定时间设定值包括用于与同步器空行程阶段记录的时间值进行比较的空行程标定时间最小值和标定时间最大值以及用于与同步器同步阶段记录的时间值进行比较的同步标定时间最小值和标定时间最大值；同步器自适应控制包括空行程自适应控制和同步自适应控制；在同步器控制的空行程阶段，当空行程阶段结束时，TCU将计时器一记录的时间值与空行程标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于空行程标定时间最小值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于空行程标定时间最大值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中；在同步器控制的同步阶段，当挂挡结束时，TCU将计时器二记录的时间值与同步标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于同步标定时间最小值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于同步标定时间最大值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中。根据同步器不同的控制阶段，采用不同的控制油压并对不同阶段的油压进行自适应控制，从而保证挂挡的时间要求和品质要求，油压的调整依靠控制挂挡电磁阀实现。

在TCU上配置一个外置的存储器，不同的挂挡控制参数、控制时间都存储于存储器的不同挂挡挡位的分区中；每次挂挡完成后，如果满足自适应更新条件，更新后的挂挡参数值存于存储器中；存储器存储各种设定值。

该汽车自动变速器挂挡自适应控制方法的具体控制过程为：车辆在出厂下线时，在自动变速器的TCU中存储了各种工况条件下的挂挡压力控制参数值，其对应每一个挡位动作预存一些控制参数，挂挡时按此预存挂挡参数执行，车辆出厂行驶时，TCU根据实际行驶时通过车速传感器和节气门位置传感器获取的车速和节气门开度的电子信号，自行判断挂挡条件是否满足，当需要挂挡时，输送挂挡命令给同步器控制机构，同步器控制机构通过控制电磁阀的开闭并根据目标挡位读取在TCU中存储的该挡位的挂挡压力控制参数值来控制液压油路的油压值来控制拨叉进行同步器挂挡；在同步器挂挡开始后，读取拨叉位置传感器输送的信号，在判断进入空行程阶段后，计时器一开始计时，当空行程阶段结束后，保存计时器一记录的数据并关闭计时器一，计时器二开始计时，在同步阶段结束后，即挂挡完成后，保存计时器二记录的数据并关闭计时器二，将上述计时器一和计时器二记录的数据分别存储于TCU内；在挂挡完成后，TCU根据油温传感器输送的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件，在检测的变速器油温temp处于TCU内预先设置的油温最小值temp_min和油温最大值temp_max之间时判断满足油压自适应的激活条件；在满足自适应条件后，判断是否进行空行程阶段自适应控制和同步阶段自适应控制，在完成空行程自适应控制和同步自适应控制后分别将两个阶段自适应后的压力数据存入存储器中。

在满足自适应条件后，在同步器挂挡的空行程阶段进行空行程自适应控制，通过对比标定时间设定值和计时器记录的数据判断是否需要自适应处理，TCU判断计时器一记录的同步器从空挡到同步器将要挂入挡位的运行时间t1是否小于标定时间最小值t1min，在小于标定时间最小值t1min时，表明控制油压过高，应减小油压，则自适应油压Adapt1减小一个固定量DeltaAdapt1；同样的，若检测到空行程阶段运行时间t1大于标定时间最大值t1max,表明控制油压过低，则自适应油压Adapt1增大一个固定量DeltaAdapt1;在挂挡完成后，得到一个空行程阶段的新的自适应油压值；

在同步器挂挡的同步阶段进行同步自适应控制，TCU判断计时器二记录的同步器从将要挂入挡位到完全挂入挡位的运行时间t2是否小于标定时间最小值t2min，当检测到的同步阶段运行时间t2小于标定时间最小值t2min时，表明控制油压过高，应减小油压，则自适应油压Adapt2减小一个固定量DeltaAdapt2；同样的，若检测到的同步阶段运行时间t2大于标定时间最大值t2max时，表明控制油压过低，则自适应油压Adapt2增大一个固定量DeltaAdapt2；本控制完成后，得到一个同步阶段的新的自适应油压值。最后，分别将空行程阶段和同步阶段得到的自适应后的油压值存入存储器中，在该目标挡位进行下一次挂挡时以处理后的自适应值作为自适应挂挡控制参数。固定量DeltaAdapt1和固定量DeltaAdapt2可通过多次试验得出。

由于汽车的选换挡操作机构在车辆驾驶过程中起着至关重要的作用，其性能品质与驾驶员开车时的方便性和舒适性密切相关，因此在同步器挂挡操作结构、液压系统和电磁阀等重要部件老化后影响选换挡效率时，通过该控制方法控制挂挡油压相应的进行调整，使得挂挡时间合适，同步器控制过程平稳，从而达到挂挡平顺、快速的目的，并有效地提高了驾驶舒适性和车辆的经济性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，实现该控制方法的控制装置包括TCU、拨叉位置传感器、油温传感器、节气门位置传感器、车速传感器和同步器控制机构，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

A、同步器挂挡控制：所述的同步器控制机构接收由TCU输送的挂挡命令并从TCU中读取预存的相应挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡；

B、采集同步器挂挡时间信号：在同步器进行挂挡时，预先设置的计时器对同步器挂挡阶段的实际运行时间进行采集并输送给TCU进行存储；

C、自适应控制的判断：所述的TCU接收由油温传感器输送的变速器油温信号并根据采集的变速器油温信号判断是否满足油压自适应控制条件；

D、同步器自适应控制：所述的TCU在判断变速器油温满足油压自适应控制条件时，TCU将计时器记录的时间值与TCU内预先设定的标定时间设定值进行对比，在记录的时间值小于或大于标定时间设定值时，进行同步器油压自适应控制，更新挂挡控制参数并存储到TCU中，以便在下一次挂挡时读取更新的挂挡控制参数来进行同步器挂挡。

2.根据权利要求1所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的A步骤中，所述的TCU接收由车速传感器和节气门位置传感器输送的车速信号和节气门开度信号并对上述接收的信号进行处理，在满足TCU内预先设定的换挡条件时输送挂挡命令给同步器控制机构。

3.根据权利要求1或2所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的A步骤中，在进行同步器挂挡时根据目标挡位读取对应的挂挡控制参数，从而控制同步器进行挂挡，所述的目标挡位根据车速传感器、节气门位置传感器和用于检测车辆当前挡位的拨叉位置传感器输送的信号判断所得。

4.根据权利要求1所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的B步骤中，所述的同步器挂挡阶段包括空行程阶段和同步阶段；所述的计时器设置有两个，分别为计时器一和计时器二，所述的计时器一对同步器在空行程阶段的挂挡运行时间进行计时，所述的计时器二对同步器在同步阶段的挂挡运行时间进行计时。

5.根据权利要求4所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的B步骤中，通过拨叉位置传感器判断同步器空行程阶段是否完成，在空行程阶段结束时，记录计时器一的数据，同时，计时器二开始工作，在同步阶段结束时，记录计时器二的数据。

6.根据权利要求5所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的C步骤中，预先在TCU内设定用于与油温传感器采集的变速器油温进行比较的油温范围值，所述的TCU在判断变速器油温处于油温范围值内时进行同步器自适应控制。

7.根据权利要求6所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的D步骤中，所述的同步器自适应控制包括空行程自适应控制和同步自适应控制。

8.根据权利要求7所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的D步骤中，在TCU内预先设置的标定时间设定值包括用于与同步器空行程阶段记录的时间值进行比较的空行程标定时间最小值和标定时间最大值以及用于与同步器同步阶段记录的时间值进行比较的同步标定时间最小值和标定时间最大值。

9.根据权利要求8所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的D步骤中，在同步器控制的空行程阶段，当空行程阶段结束时，所述的TCU将计时器一记录的时间值与空行程标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于空行程标定时间最小值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于空行程标定时间最大值时，控制进行空行程阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中。

10.根据权利要求8或9所述的汽车自动变速器挂挡自适应控制方法，其特征在于，在所述的D步骤中，在同步器控制的同步阶段，当挂挡结束时，所述的TCU将计时器二记录的时间值与同步标定时间最小值和标定时间最大值进行比较，在时间值小于同步标定时间最小值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动减少一定值；当时间值大于同步标定时间最大值时，控制进行同步阶段的挂挡油压自动增加一定值，并将更新后的油压值写入TCU中。

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